बायोगैस के लिए कच्चा माल। वैकल्पिक ताप - बायोगैस

इस लेख में: बायोगैस अनुप्रयोगों का इतिहास; बायोगैस संरचना; बायोगैस में मीथेन की मात्रा कैसे बढ़ाई जाए; जैविक सब्सट्रेट से बायोगैस के उत्पादन में तापमान शासन; बायोगैस संयंत्रों के प्रकार; बायोरिएक्टर का आकार और स्थान, साथ ही डू-इट-योरसेल्फ बायोरिएक्टर इंस्टॉलेशन बनाने में कई अन्य महत्वपूर्ण बिंदु।

हमारे जीवन के महत्वपूर्ण घटकों में, ऊर्जा वाहक का बहुत महत्व है, जिनकी कीमतें लगभग हर महीने बढ़ रही हैं। प्रत्येक सर्दियों का मौसम परिवार के बजट में छेद कर देता है, जिससे उन्हें हीटिंग की लागत वहन करने के लिए मजबूर होना पड़ता है, जिसका अर्थ है बॉयलर और स्टोव को गर्म करने के लिए ईंधन। लेकिन क्या करें, क्योंकि बिजली, गैस, कोयला या जलाऊ लकड़ी का पैसा खर्च होता है, और हमारे घर प्रमुख ऊर्जा राजमार्गों से जितने दूर हैं, उतना ही महंगा उनका हीटिंग खर्च होगा। इस बीच, वैकल्पिक ताप, किसी भी आपूर्तिकर्ता और टैरिफ से स्वतंत्र, बायोगैस पर बनाया जा सकता है, जिसके निष्कर्षण के लिए किसी भूवैज्ञानिक अन्वेषण, या कुओं की ड्रिलिंग, या महंगे पम्पिंग उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है।

बायोगैस व्यावहारिक रूप से घर पर प्राप्त की जा सकती है, जबकि न्यूनतम, जल्दी भुगतान लागत - आपको इस मुद्दे पर हमारे लेख में बहुत सारी जानकारी मिलेगी।

बायोगैस हीटिंग - इतिहास

वर्ष के गर्म मौसम के दौरान दलदल में बनने वाली ज्वलनशील गैस में रुचि हमारे दूर के पूर्वजों के बीच भी पैदा हुई - भारत, चीन, फारस और असीरिया की उन्नत संस्कृतियों ने 3 सहस्राब्दी पहले बायोगैस का प्रयोग किया। उसी प्राचीन काल में, आदिवासी यूरोप में, अलेमानिक स्वाबियों ने देखा कि दलदलों में उत्सर्जित गैस पूरी तरह से जलती है - उन्होंने इसका उपयोग अपनी झोपड़ियों को गर्म करने के लिए किया, चमड़े के पाइपों के माध्यम से उन्हें गैस की आपूर्ति की और चूल्हों में जला दिया। स्वाबियाई लोग बायोगैस को "ड्रेगन की सांस" मानते थे, जिसके बारे में उनका मानना ​​था कि वे दलदल में रहते थे।

सदियों और सहस्राब्दियों के बाद, बायोगैस ने अपनी दूसरी खोज का अनुभव किया - 17-18 शताब्दियों में, दो यूरोपीय वैज्ञानिकों ने तुरंत इस पर ध्यान आकर्षित किया। अपने समय के जाने-माने रसायनशास्त्री जैन बैप्टिस्टा वैन हेल्मोंट ने स्थापित किया कि किसी भी बायोमास के अपघटन के दौरान दहनशील गैस बनती है, और प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ एलेसेंड्रो वोल्टा ने बायोमास की मात्रा के बीच सीधा संबंध स्थापित किया जिसमें अपघटन प्रक्रियाएं होती हैं। और जारी की गई बायोगैस की मात्रा। 1804 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ जॉन डाल्टन ने मीथेन के सूत्र की खोज की, और चार साल बाद, अंग्रेज हम्फ्री डेवी ने इसे दलदली गैस में खोजा।

वाम: जन बैपतिस्ता वैन हेल्मोंट। दाएं: एलेसेंड्रो वोल्टा

गैस स्ट्रीट लाइटिंग के विकास के साथ बायोगैस के व्यावहारिक अनुप्रयोग में रुचि पैदा हुई - 19 वीं शताब्दी के अंत में, अंग्रेजी शहर एक्सेटर के एक जिले की सड़कों को सीवेज के साथ सीवर से प्राप्त गैस से जलाया गया था।

20वीं शताब्दी में, द्वितीय विश्व युद्ध के कारण उत्पन्न ऊर्जा की आवश्यकता ने यूरोपीय लोगों को वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की तलाश करने के लिए मजबूर किया। बायोगैस संयंत्र, जिसमें खाद से गैस का उत्पादन किया जाता था, आंशिक रूप से पूर्वी यूरोप में जर्मनी और फ्रांस में फैल गया। हालाँकि, हिटलर-विरोधी गठबंधन के देशों की जीत के बाद, बायोगैस को भुला दिया गया - बिजली, प्राकृतिक गैस और तेल उत्पादों ने उद्योगों और आबादी की जरूरतों को पूरी तरह से कवर कर दिया।

यूएसएसआर में, बायोगैस उत्पादन तकनीक को मुख्य रूप से अकादमिक दृष्टिकोण से माना जाता था और किसी भी मांग में नहीं माना जाता था।

आज, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के प्रति दृष्टिकोण नाटकीय रूप से बदल गया है - वे दिलचस्प हो गए हैं, क्योंकि पारंपरिक ऊर्जा वाहकों की लागत साल दर साल बढ़ रही है। इसके मूल में, बायोगैस शास्त्रीय ऊर्जा वाहकों के शुल्कों और लागतों से दूर होने का एक वास्तविक तरीका है, अपने स्वयं के ईंधन का स्रोत प्राप्त करने के लिए, और किसी भी उद्देश्य के लिए और पर्याप्त मात्रा में।

चीन में बायोगैस संयंत्रों की सबसे बड़ी संख्या बनाई और संचालित की गई है: 40 मिलियन मध्यम और छोटी क्षमता वाले संयंत्र, उत्पादित मीथेन की मात्रा लगभग 27 बिलियन घन मीटर प्रति वर्ष है।

बायोगैस - यह क्या है

यह एक गैस मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से मीथेन (50 से 85% सामग्री), कार्बन डाइऑक्साइड (15 से 50% सामग्री) और बहुत कम प्रतिशत में अन्य गैसें होती हैं। बायोगैस का उत्पादन तीन प्रकार के बैक्टीरिया की एक टीम द्वारा किया जाता है जो बायोमास पर फ़ीड करते हैं - हाइड्रोलिसिस बैक्टीरिया जो एसिड-उत्पादक बैक्टीरिया के लिए भोजन का उत्पादन करते हैं, जो बदले में बायोगैस बनाने वाले मीथेन-उत्पादक बैक्टीरिया के लिए भोजन प्रदान करते हैं।

प्रारंभिक जैविक सामग्री (उदाहरण के लिए, खाद) का किण्वन, जिसका उत्पाद बायोगैस होगा, बाहरी वातावरण तक पहुंच के बिना होता है और इसे अवायवीय कहा जाता है। इस तरह के किण्वन का एक अन्य उत्पाद, जिसे कंपोस्ट ह्यूमस कहा जाता है, ग्रामीण निवासियों के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है जो इसका उपयोग खेतों और बगीचों में खाद डालने के लिए करते हैं, लेकिन खाद के ढेर में उत्पादित बायोगैस और तापीय ऊर्जा का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है - और व्यर्थ!

मीथेन की उच्च सामग्री के साथ बायोगैस की उपज को कौन से कारक निर्धारित करते हैं

सबसे पहले, तापमान। जीवों को किण्वन करने वाले जीवाणुओं की गतिविधि अधिक होती है, उनके पर्यावरण का तापमान जितना अधिक होता है; उप-शून्य तापमान पर, किण्वन धीमा हो जाता है या पूरी तरह से बंद हो जाता है। इस कारण से, उपोष्णकटिबंधीय और उष्णकटिबंधीय में स्थित अफ्रीका और एशिया में बायोगैस का उत्पादन सबसे आम है। रूसी जलवायु में, बायोगैस के उत्पादन और एक वैकल्पिक ईंधन के रूप में इसके पूर्ण संक्रमण के लिए बायोरिएक्टर के थर्मल इन्सुलेशन और कार्बनिक पदार्थों के द्रव्यमान में गर्म पानी की शुरूआत की आवश्यकता होगी, जब बाहरी वातावरण का तापमान शून्य से नीचे चला जाता है।

बायोरिएक्टर में रखा गया कार्बनिक पदार्थ जैविक रूप से अपघटनीय होना चाहिए, इसमें पानी की एक महत्वपूर्ण मात्रा - कार्बनिक पदार्थ के द्रव्यमान का 90% तक प्रवेश करने की आवश्यकता होती है। एक महत्वपूर्ण बिंदु कार्बनिक वातावरण की तटस्थता होगी, इसकी संरचना में घटकों की अनुपस्थिति जो बैक्टीरिया के विकास को रोकती है, जैसे सफाई और धोने वाले पदार्थ, किसी भी एंटीबायोटिक। बायोगैस घरेलू और सब्जी मूल के लगभग किसी भी अपशिष्ट, अपशिष्ट जल, खाद आदि से प्राप्त की जा सकती है।

अवायवीय कार्बनिक किण्वन की प्रक्रिया सबसे अच्छा काम करती है जब पीएच मान 6.8-8.0 की सीमा में होता है - उच्च अम्लता बायोगैस के गठन को धीमा कर देगी, क्योंकि बैक्टीरिया एसिड का सेवन करने और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने में व्यस्त होंगे जो अम्लता को बेअसर कर देगा।

बायोरिएक्टर में नाइट्रोजन और कार्बन के अनुपात की गणना 1 से 30 के रूप में की जानी चाहिए - इस मामले में, जीवाणु कार्बन डाइऑक्साइड की आवश्यक मात्रा प्राप्त करेंगे, और बायोगैस में मीथेन की मात्रा उच्चतम होगी।

मीथेन की पर्याप्त उच्च सामग्री के साथ बायोगैस की सर्वोत्तम उपज प्राप्त होती है यदि किण्वित कार्बनिक पदार्थ में तापमान 32-35 डिग्री सेल्सियस की सीमा में होता है, कम और उच्च मूल्यों पर, बायोगैस में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ जाती है, इसकी गुणवत्ता घटता है। मीथेन पैदा करने वाले बैक्टीरिया को तीन समूहों में बांटा गया है: साइकोफिलिक, +5 से +20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर प्रभावी; मेसोफिलिक, उनका तापमान शासन +30 से +42 ° С तक है; थर्मोफिलिक, मोड में +54 से +56 ° С तक काम कर रहा है। बायोगैस, मेसोफिलिक और थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के उपभोक्ता के लिए, जो उच्च गैस उपज पर कार्बनिक पदार्थ को किण्वित करते हैं, सबसे बड़ी रुचि रखते हैं।

मेसोफिलिक किण्वन, जो इष्टतम तापमान सीमा से कुछ डिग्री तापमान में परिवर्तन के प्रति कम संवेदनशील है, बायोरिएक्टर में कार्बनिक सामग्री को गर्म करने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके नुकसान, थर्मोफिलिक किण्वन की तुलना में, कम गैस उत्पादन में हैं, कार्बनिक सब्सट्रेट (लगभग 25 दिन) के पूर्ण प्रसंस्करण की लंबी अवधि, परिणामस्वरूप विघटित कार्बनिक पदार्थ में हानिकारक वनस्पति हो सकती है, क्योंकि कम तापमान में बायोरिएक्टर 100% बाँझपन प्रदान नहीं करता है।

थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के लिए स्वीकार्य स्तर पर इन-रिएक्टर तापमान को बढ़ाने और बनाए रखने से बायोगैस की उच्चतम उपज सुनिश्चित होगी, कार्बनिक पदार्थों का पूर्ण किण्वन 12 दिनों में होगा, कार्बनिक सब्सट्रेट के अपघटन उत्पाद पूरी तरह से बाँझ हैं। नकारात्मक विशेषताएं: थर्मोफिलिक बैक्टीरिया के लिए स्वीकार्य तापमान सीमा से 2 डिग्री अधिक होने से गैस उत्पादन कम हो जाएगा; हीटिंग के लिए उच्च मांग, परिणामस्वरूप - महत्वपूर्ण ऊर्जा लागत।

बायोरिएक्टर की सामग्री को दिन में 2 बार के अंतराल पर हिलाया जाना चाहिए, अन्यथा इसकी सतह पर एक पपड़ी बन जाएगी, जो बायोगैस के लिए अवरोध पैदा करेगी। इसे खत्म करने के अलावा, सरगर्मी आपको कार्बनिक द्रव्यमान के भीतर तापमान और अम्लता के स्तर को बराबर करने की अनुमति देती है।

निरंतर चक्र बायोरिएक्टरों में, उच्चतम बायोगैस उपज तब होती है जब किण्वित ऑर्गेनिक्स को अनलोड किया जाता है और नए ऑर्गेनिक्स को अनलोड किए गए वॉल्यूम के बराबर मात्रा में लोड किया जाता है। छोटे बायोरिएक्टरों में, जो आमतौर पर गर्मियों के कॉटेज में उपयोग किए जाते हैं, हर दिन किण्वन कक्ष की आंतरिक मात्रा के लगभग 5% के बराबर मात्रा में कार्बनिक पदार्थ निकालना और जोड़ना आवश्यक होता है।

बायोगैस उपज सीधे बायोरिएक्टर में डाले गए कार्बनिक सब्सट्रेट के प्रकार पर निर्भर करती है (नीचे सूखे सब्सट्रेट वजन के प्रति किलो औसत डेटा हैं):

• घोड़े की खाद 0.27 मीटर 3 बायोगैस देती है, मीथेन सामग्री 57% है;
• मवेशियों (मवेशियों) की खाद 0.3 मीटर 3 बायोगैस देती है, मीथेन की मात्रा 65% है;
• ताजा मवेशी खाद 68% मीथेन सामग्री के साथ 0.05 मीटर 3 बायोगैस देता है;
• चिकन खाद - 0.5 मीटर 3, इसमें मीथेन की मात्रा 60% होगी;
• सुअर की खाद - 0.57 मीटर 3, मीथेन का अनुपात 70% होगा;
• भेड़ की खाद - 0.6 मीटर 3 70% मीथेन सामग्री के साथ;
• गेहूं का भूसा - 0.27 मीटर 3, 58% मीथेन सामग्री के साथ;
• मकई का भूसा - 0.45 मीटर 3, मीथेन सामग्री 58%;
• घास - 0.55 मीटर 3, 70% मीथेन सामग्री के साथ;
• पेड़ के पत्ते - 0.27 मीटर 3, मीथेन का अनुपात 58% है;
• वसा - 1.3 मीटर 3, मीथेन सामग्री 88%।

बायोगैस संयंत्र

इन उपकरणों में निम्नलिखित मुख्य तत्व होते हैं - एक रिएक्टर, एक ऑर्गेनिक्स लोडिंग हॉपर, एक बायोगैस आउटलेट, एक किण्वित ऑर्गेनिक्स अनलोडिंग हॉपर।

निर्माण के प्रकार के अनुसार, बायोगैस संयंत्र निम्न प्रकार के होते हैं:

• बिना गर्म किए और रिएक्टर में किण्वित ऑर्गेनिक्स को मिलाए बिना;
• गर्म किए बिना, लेकिन कार्बनिक द्रव्यमान के मिश्रण के साथ;
• हीटिंग और मिश्रण के साथ;
• हीटिंग, सरगर्मी और उपकरणों के साथ जो आपको किण्वन प्रक्रिया को नियंत्रित और प्रबंधित करने की अनुमति देते हैं।

पहले प्रकार का बायोगैस संयंत्र एक छोटे से खेत के लिए उपयुक्त है और इसे साइकोफिलिक बैक्टीरिया के लिए डिज़ाइन किया गया है: बायोरिएक्टर की आंतरिक मात्रा 1-10 मीटर 3 (प्रति दिन 50-200 किलोग्राम खाद का प्रसंस्करण), न्यूनतम उपकरण, परिणामी बायोगैस को संग्रहित नहीं किया जाता है - इसका उपभोग करने वाले घरेलू उपकरणों में तुरंत चला जाता है। ऐसी स्थापना का उपयोग केवल दक्षिणी क्षेत्रों में किया जा सकता है, इसे 5-20 डिग्री सेल्सियस के आंतरिक तापमान के लिए डिज़ाइन किया गया है। किण्वित ऑर्गेनिक्स को एक साथ एक नए बैच के लोडिंग के साथ किया जाता है, शिपमेंट को एक कंटेनर में किया जाता है, जिसकी मात्रा बायोरिएक्टर की आंतरिक मात्रा के बराबर या उससे अधिक होनी चाहिए। कंटेनर की सामग्री को इसमें तब तक रखा जाता है जब तक कि इसे निषेचित मिट्टी में पेश नहीं किया जाता है।

दूसरे प्रकार का डिज़ाइन भी एक छोटे से खेत के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसका प्रदर्शन पहले प्रकार के बायोगैस संयंत्रों की तुलना में कुछ अधिक है - उपकरण में एक मैनुअल या मैकेनिकल ड्राइव के साथ एक मिक्सिंग डिवाइस शामिल है।

तीसरे प्रकार के बायोगैस संयंत्र बायोरिएक्टर के मजबूर हीटिंग के साथ मिक्सिंग डिवाइस के अलावा सुसज्जित हैं, जबकि गर्म पानी बॉयलर बायोगैस संयंत्र द्वारा उत्पादित वैकल्पिक ईंधन पर चल रहा है। ऐसे संयंत्रों में मीथेन का उत्पादन मेसोफिलिक और थर्मोफिलिक बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है, जो रिएक्टर में ताप की तीव्रता और तापमान के स्तर पर निर्भर करता है।

बायोगैस संयंत्र का योजनाबद्ध आरेख: 1 - सब्सट्रेट हीटिंग; 2 - भराव गर्दन; 3 - बायोरिएक्टर की क्षमता; 4 - मैनुअल मिक्सर; 5 - घनीभूत इकट्ठा करने के लिए कंटेनर; 6 - गैस वाल्व; 7 - प्रसंस्कृत द्रव्यमान के लिए टैंक; 8 - सुरक्षा वाल्व; 9 - फ़िल्टर; 10 - गैस बॉयलर; 11 - गैस वाल्व; 12 - गैस उपभोक्ता; 13 - पानी की सील

अंतिम प्रकार के बायोगैस संयंत्र सबसे जटिल हैं और बायोगैस के कई उपभोक्ताओं के लिए डिज़ाइन किए गए हैं; एक विद्युत संपर्क दबाव गेज, एक सुरक्षा वाल्व, एक गर्म पानी बॉयलर, एक कंप्रेसर (कार्बनिक पदार्थ का वायवीय मिश्रण), एक रिसीवर, एक गैस टैंक , एक गैस रिड्यूसर, और वाहनों में बायोगैस लोड करने के लिए एक आउटलेट को संयंत्रों के डिजाइन में पेश किया गया है। ये इकाइयां लगातार काम करती हैं, तीन तापमान शासनों में से किसी एक को ठीक से ट्यून किए गए हीटिंग के लिए धन्यवाद की अनुमति देती हैं, और बायोगैस की निकासी स्वचालित रूप से की जाती है।

DIY बायोगैस संयंत्र

बायोगैस संयंत्रों में उत्पादित बायोगैस का कैलोरी मान लगभग 5,500 किलो कैलोरी/एम 3 के बराबर होता है, जो प्राकृतिक गैस के कैलोरी मान (7,000 किलो कैलोरी/एम 3) से थोड़ा कम होता है। एक 50 मीटर 2 आवासीय भवन को गर्म करने और एक घंटे के लिए चार बर्नर वाले गैस स्टोव का उपयोग करने के लिए औसतन 4 मीटर 3 बायोगैस की आवश्यकता होती है।

रूसी बाजार में पेश किए जाने वाले औद्योगिक बायोगैस संयंत्रों की कीमत 200,000 रूबल से है। - उनकी बाहरी उच्च लागत के साथ, यह ध्यान देने योग्य है कि इन प्रतिष्ठानों की गणना लोड किए गए कार्बनिक सब्सट्रेट की मात्रा के अनुसार की जाती है और वे निर्माताओं की वारंटी द्वारा कवर किए जाते हैं।

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बायोरिएक्टर आकार

इसके लिए सबसे अच्छा आकार अंडाकार (अंडे के आकार का) होगा, लेकिन ऐसा रिएक्टर बनाना बेहद मुश्किल है। एक बेलनाकार बायोरिएक्टर को डिजाइन करना आसान होगा, जिसके ऊपरी और निचले हिस्से शंकु या अर्धवृत्त के रूप में बने होते हैं। ईंट या कंक्रीट से बने चौकोर या आयताकार आकार के रिएक्टर अप्रभावी होंगे, क्योंकि समय के साथ कोनों में दरारें बन जाती हैं, जो सब्सट्रेट के दबाव के कारण होती हैं, वे कठोर कार्बनिक टुकड़े भी जमा करेंगे जो किण्वन प्रक्रिया में बाधा डालते हैं।

बायोरिएक्टरों के स्टील टैंक वायुरोधी होते हैं, उच्च दबाव के प्रतिरोधी होते हैं, और निर्माण करना मुश्किल नहीं होता है। उनका माइनस - जंग के खराब प्रतिरोध में, आंतरिक दीवारों पर एक सुरक्षात्मक कोटिंग लागू करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए, राल। स्टील बायोरिएक्टर की बाहरी सतह को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए और दो परतों में रंगा जाना चाहिए।

कंक्रीट, ईंट या पत्थर से बने बायोरिएक्टर टैंक को राल की एक परत के साथ अंदर से सावधानी से लेपित किया जाना चाहिए जो उनकी प्रभावी पानी और गैस अभेद्यता सुनिश्चित कर सके, लगभग 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान और हाइड्रोजन सल्फाइड और कार्बनिक अम्लों की आक्रामकता का सामना कर सके। राल के अलावा, पैराफिन को 4% मोटर तेल (नया) या मिट्टी के तेल के साथ पतला और 120-150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जा सकता है, रिएक्टर की आंतरिक सतहों की रक्षा के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है - बायोरिएक्टर की सतहों को लागू करने से पहले एक बर्नर से गरम किया जाना चाहिए उन पर पैराफिन की परत।

बायोरिएक्टर बनाते समय, आप प्लास्टिक के कंटेनरों का उपयोग कर सकते हैं जो जंग के अधीन नहीं हैं, लेकिन केवल कठोर से पर्याप्त मजबूत दीवारों के साथ। शीतल प्लास्टिक का उपयोग केवल गर्म मौसम में ही किया जा सकता है, क्योंकि ठंड के मौसम की शुरुआत के साथ उस पर इन्सुलेशन को ठीक करना मुश्किल होगा, इसके अलावा, इसकी दीवारें पर्याप्त मजबूत नहीं होती हैं। प्लास्टिक बायोरिएक्टर का उपयोग केवल कार्बनिक पदार्थों के साइक्रोफिलिक किण्वन के लिए किया जा सकता है।

बायोरिएक्टर का स्थान

साइट पर मुक्त स्थान, आवासीय भवनों से दूरी, कचरे और जानवरों के स्थान आदि के आधार पर इसकी नियुक्ति की योजना बनाई गई है। भू-आधारित, पूरी तरह या आंशिक रूप से जलमग्न बायोरिएक्टर की योजना बनाना भूजल स्तर, इनपुट और आउटपुट में आसानी पर निर्भर करता है। टैंक रिएक्टर में कार्बनिक सब्सट्रेट की। रिएक्टर पोत को जमीनी स्तर से नीचे रखना इष्टतम होगा - जैविक सब्सट्रेट की शुरूआत के लिए उपकरणों पर बचत प्राप्त की जाती है, थर्मल इन्सुलेशन में काफी वृद्धि होती है, जिसे सस्ती सामग्री (पुआल, मिट्टी) का उपयोग करके सुनिश्चित किया जा सकता है।

बायोरिएक्टर उपकरण

रिएक्टर पोत को एक हैच से सुसज्जित किया जाना चाहिए, जिसके माध्यम से मरम्मत और रखरखाव कार्य करना संभव है। बायोरिएक्टर के शरीर और मैनहोल कवर के बीच, रबर गैसकेट या सीलेंट की एक परत रखना आवश्यक है। तापमान, आंतरिक दबाव और जैविक सब्सट्रेट स्तर के लिए बायोरिएक्टर को सेंसर से लैस करना वैकल्पिक है, लेकिन बेहद सुविधाजनक है।

बायोरिएक्टर का थर्मल इन्सुलेशन

इसकी अनुपस्थिति बायोगैस संयंत्र को पूरे वर्ष संचालित करने की अनुमति नहीं देगी, केवल गर्म मौसम में। मिट्टी, पुआल, सूखी खाद और लावा का उपयोग किसी दबे हुए या अर्ध-दबे हुए बायोरिएक्टर को बचाने के लिए किया जाता है। इन्सुलेशन परतों में रखा गया है - दफन रिएक्टर स्थापित करते समय, गड्ढे को पीवीसी फिल्म की एक परत के साथ कवर किया जाता है, जो मिट्टी के साथ गर्मी-इन्सुलेट सामग्री के सीधे संपर्क को रोकता है। बायोरिएक्टर की स्थापना से पहले, पुआल को गड्ढे के तल पर डाला जाता है, उसके ऊपर मिट्टी की एक परत रखी जाती है, फिर बायोरिएक्टर को उजागर किया जाता है। उसके बाद, रिएक्टर टैंक और पीवीसी फिल्म के साथ रखे गड्ढे के बीच के सभी मुक्त क्षेत्रों को टैंक के लगभग अंत तक पुआल से ढक दिया जाता है, मिट्टी की 300 मिमी परत को स्लैग के साथ मिश्रित किया जाता है।

कार्बनिक सब्सट्रेट को लोड करना और उतारना

बायोरिएक्टर में लोड करने और उससे उतारने के लिए पाइपों का व्यास कम से कम 300 मिमी होना चाहिए, अन्यथा वे दब जाएंगे। उनमें से प्रत्येक, रिएक्टर के अंदर अवायवीय स्थितियों को बनाए रखने के लिए, पेंच या आधा-मोड़ वाल्व से सुसज्जित होना चाहिए। जैविक आपूर्ति के लिए हॉपर की मात्रा, बायोगैस संयंत्र के प्रकार के आधार पर, इनपुट कच्चे माल की दैनिक मात्रा के बराबर होनी चाहिए। फीड हॉपर को बायोरिएक्टर के धूप वाले हिस्से में स्थित होना चाहिए, क्योंकि इससे पेश किए गए कार्बनिक सब्सट्रेट में तापमान में वृद्धि होगी, किण्वन प्रक्रियाओं में तेजी आएगी। यदि बायोगैस संयंत्र सीधे खेत से जुड़ा है, तो बंकर को इसकी संरचना के नीचे रखा जाना चाहिए ताकि गुरुत्वाकर्षण बल के प्रभाव में कार्बनिक सब्सट्रेट इसमें प्रवेश कर सके।

कार्बनिक सब्सट्रेट को लोड करने और उतारने के लिए पाइपलाइनों को बायोरिएक्टर के विपरीत किनारों पर स्थित होना चाहिए - इस मामले में, इनपुट कच्चे माल को समान रूप से वितरित किया जाएगा, और किण्वित कार्बनिक पदार्थ को गुरुत्वाकर्षण बल और द्रव्यमान के प्रभाव में आसानी से हटा दिया जाएगा। ताजा सब्सट्रेट। स्थापना स्थल पर बायोरिएक्टर स्थापित करने से पहले और उस पर थर्मल इन्सुलेशन की परतें लगाने से पहले कार्बनिक पदार्थों की लोडिंग और अनलोडिंग के लिए पाइप लाइन के छेद और स्थापना की जानी चाहिए। बायोरिएक्टर की आंतरिक मात्रा की जकड़न इस तथ्य से प्राप्त होती है कि पाइप प्रविष्टियाँ एक तीव्र कोण पर स्थित होती हैं, जबकि रिएक्टर के अंदर तरल स्तर पाइप प्रवेश बिंदुओं से अधिक होता है - हाइड्रोलिक सील वायु पहुंच को अवरुद्ध करता है।

अतिप्रवाह सिद्धांत के अनुसार नए की शुरूआत और किण्वित कार्बनिक पदार्थों की निकासी सबसे आसानी से की जाती है, यानी, जब एक नया हिस्सा पेश किया जाता है तो रिएक्टर के अंदर कार्बनिक पदार्थ के स्तर को ऊपर उठाने से निर्वहन पाइप के माध्यम से एक मात्रा में सब्सट्रेट को हटा दिया जाएगा। इनपुट सामग्री की मात्रा के बराबर।

यदि कार्बनिक पदार्थ की तेजी से लोडिंग की आवश्यकता है, और इलाके में खामियों के कारण गुरुत्वाकर्षण इंजेक्शन की दक्षता कम है, तो पंपों की आवश्यकता होगी। दो तरीके हैं: सूखा, जिसमें पंप को लोडिंग पाइप के अंदर स्थापित किया जाता है और जैविक पदार्थ, एक ऊर्ध्वाधर पाइप के माध्यम से पंप में प्रवेश करते हुए, इसके द्वारा पंप किया जाता है; गीला, जिसमें पंप लोडिंग बंकर में स्थापित है, यह बंकर (तंग आवास में) या शाफ्ट के माध्यम से स्थापित मोटर द्वारा संचालित होता है, जबकि मोटर बंकर के बाहर स्थापित होता है।

बायोगैस कैसे एकत्रित करें

इस प्रणाली में एक गैस पाइपलाइन शामिल है जो उपभोक्ताओं को गैस वितरित करती है, शटऑफ वाल्व, घनीभूत संग्रह टैंक, एक सुरक्षा वाल्व, एक रिसीवर, एक कंप्रेसर, एक गैस फिल्टर, एक गैस टैंक और गैस खपत उपकरण। स्थान पर बायोरिएक्टर की पूर्ण स्थापना के बाद ही सिस्टम की स्थापना की जाती है।

बायोगैस एकत्र करने के लिए आउटपुट रिएक्टर के उच्चतम बिंदु पर किया जाता है, निम्नलिखित श्रृंखला में इससे जुड़े होते हैं: घनीभूत एकत्र करने के लिए एक सीलबंद कंटेनर; एक सुरक्षा वाल्व और एक पानी की सील - पानी के साथ एक कंटेनर, जिसमें प्रवेश करने वाली गैस पाइपलाइन जल स्तर से नीचे बनाई गई है, आउटलेट अधिक है (पानी की सील के सामने गैस पाइपलाइन का पाइप मुड़ा हुआ होना चाहिए ताकि पानी अंदर न जाए) रिएक्टर में), जो गैस को विपरीत दिशा में जाने की अनुमति नहीं देगा।

कार्बनिक सब्सट्रेट के किण्वन के दौरान बनने वाली बायोगैस में जल वाष्प की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जो गैस पाइपलाइन की दीवारों के साथ घनीभूत होती है और कुछ मामलों में उपभोक्ताओं को गैस के प्रवाह को अवरुद्ध करती है। चूंकि गैस पाइपलाइन का निर्माण इस तरह से करना मुश्किल है कि इसकी पूरी लंबाई के साथ रिएक्टर की ओर एक ढलान है, जहां कंडेनसेट बहेगा, इसके प्रत्येक निचले हिस्से में पानी के कंटेनर के रूप में पानी की सील स्थापित करना आवश्यक है। खंड। बायोगैस संयंत्र के संचालन के दौरान, समय-समय पर उनमें से पानी का हिस्सा निकालना आवश्यक होता है, अन्यथा इसका स्तर गैस के प्रवाह को पूरी तरह से अवरुद्ध कर देगा।

गैस पाइपलाइन को समान व्यास और समान प्रकार के पाइपों के साथ बनाया जाना चाहिए, सिस्टम के सभी वाल्वों और तत्वों का व्यास भी समान होना चाहिए। 12 से 18 मिमी के व्यास वाले स्टील पाइप छोटे और मध्यम क्षमता के बायोगैस संयंत्रों के लिए लागू होते हैं, इन व्यास के पाइपों के माध्यम से आपूर्ति की जाने वाली बायोगैस की प्रवाह दर 60 मीटर से अधिक लंबाई के लिए 1 मीटर 3/एच 12 मिमी से अधिक नहीं होनी चाहिए)। गैस पाइपलाइन में प्लास्टिक पाइप का उपयोग करने पर भी यही स्थिति लागू होती है, इसके अलावा, इन पाइपों को जमीनी स्तर से 250 मिमी नीचे रखा जाना चाहिए, क्योंकि उनका प्लास्टिक सूर्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होता है और सौर विकिरण के प्रभाव में ताकत खो देता है।

गैस पाइपलाइन बिछाते समय, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कोई रिसाव न हो और जोड़ गैस-टाइट हों - जाँच साबुन के घोल से की जाती है।

गैस फिल्टर

बायोगैस में थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन सल्फाइड होता है, जिसके पानी के साथ संयोजन से एक एसिड बनता है जो धातु को सक्रिय रूप से संक्षारित करता है - इस कारण से, अनफ़िल्टर्ड बायोगैस का उपयोग आंतरिक दहन इंजनों के लिए नहीं किया जा सकता है। इस बीच, हाइड्रोजन सल्फाइड को एक साधारण फिल्टर के साथ गैस से हटाया जा सकता है - धातु और लकड़ी की छीलन के सूखे मिश्रण से भरा गैस पाइप का 300 मिमी का टुकड़ा। बायोगैस के प्रत्येक 2,000 मीटर 3 के बाद इस तरह के एक फिल्टर से गुजरने के बाद, इसकी सामग्री को निकालना और इसे लगभग एक घंटे के लिए खुली हवा में रखना आवश्यक है - चिप्स पूरी तरह से सल्फर से साफ हो जाएंगे और इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।

बंद वाल्व और वाल्व

बायोरिएक्टर के तत्काल आसपास के क्षेत्र में, मुख्य गैस वाल्व स्थापित है; गैस प्रणाली के लिए सबसे अच्छे नल क्रोम-प्लेटेड बॉल वाल्व हैं; प्लंबिंग सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए नल का उपयोग गैस सिस्टम में नहीं किया जा सकता है। प्रत्येक गैस उपभोक्ता पर, बॉल वाल्व की स्थापना अनिवार्य है।

यांत्रिक हलचल

छोटी मात्रा के बायोरिएक्टरों के लिए, हाथ से संचालित आंदोलनकारी सबसे उपयुक्त होते हैं - वे डिजाइन में सरल होते हैं और ऑपरेशन के दौरान किसी विशेष स्थिति की आवश्यकता नहीं होती है। एक यांत्रिक रूप से संचालित एजीटेटर को निम्नानुसार डिज़ाइन किया गया है: रिएक्टर के अंदर केंद्रीय धुरी के साथ एक क्षैतिज या लंबवत शाफ्ट रखा जाता है, ब्लेड उस पर तय होते हैं, बैक्टीरिया में समृद्ध कार्बनिक पदार्थ के द्रव्यमान को किण्वित सब्सट्रेट को लोडिंग के स्थान पर उतारने की जगह से घूर्णन करते हैं। एक ताजा भाग। सावधान रहें - आंदोलक को केवल अनलोडिंग क्षेत्र से लोडिंग क्षेत्र में मिश्रण की दिशा में घूमना चाहिए, मीथेन बनाने वाले बैक्टीरिया को परिपक्व सब्सट्रेट से नए आपूर्ति किए गए एक में स्थानांतरित करने से ऑर्गेनिक्स की परिपक्वता और बायोगैस के उत्पादन में तेजी आएगी मीथेन की एक उच्च सामग्री।

बायोरिएक्टर में कार्बनिक सब्सट्रेट को कितनी बार हिलाया जाना चाहिए? अवलोकन द्वारा आवृत्ति निर्धारित करना आवश्यक है, बायोगैस की रिहाई पर ध्यान केंद्रित करना - अत्यधिक सरगर्मी किण्वन को बाधित करेगा, क्योंकि यह बैक्टीरिया की गतिविधि में हस्तक्षेप करेगा, इसके अलावा, यह असंसाधित कार्बनिक पदार्थों को हटाने का कारण होगा। औसतन, मिश्रण के बीच का समय अंतराल 4 से 6 घंटे का होना चाहिए।

एक बायोरिएक्टर में एक कार्बनिक सब्सट्रेट का ताप

हीटिंग के बिना, रिएक्टर केवल साइकोफिलिक मोड में बायोगैस का उत्पादन कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कम गैस का उत्पादन होता है और उच्च तापमान मेसोफिलिक और थर्मोफिलिक ऑपरेटिंग मोड की तुलना में खराब उर्वरक गुणवत्ता होती है। सब्सट्रेट हीटिंग दो तरीकों से किया जा सकता है: स्टीम हीटिंग; गर्म पानी के साथ ऑर्गेनिक्स का कनेक्शन या हीट एक्सचेंजर के साथ हीटिंग जिसमें गर्म पानी फैलता है (कार्बनिक सामग्री के साथ मिश्रित किए बिना)।

स्टीम हीटिंग (डायरेक्ट हीटिंग) का एक गंभीर नुकसान बायोगैस प्लांट में स्टीम जनरेशन सिस्टम को शामिल करने की आवश्यकता है, जिसमें इसमें मौजूद नमक से जल शोधन प्रणाली शामिल है। एक भाप उत्पादन संयंत्र केवल वास्तव में बड़ी स्थापनाओं के लिए फायदेमंद है जो बड़ी मात्रा में सब्सट्रेट, जैसे कि अपशिष्ट जल को संसाधित करता है। इसके अलावा, भाप के साथ हीटिंग कार्बनिक पदार्थों के ताप तापमान के सटीक नियंत्रण की अनुमति नहीं देगा, परिणामस्वरूप, यह ज़्यादा गरम हो सकता है।

बायोरिएक्टर संयंत्र के अंदर या बाहर रखे हीट एक्सचेंजर्स रिएक्टर के अंदर कार्बनिक पदार्थ के अप्रत्यक्ष ताप का उत्पादन करते हैं। तुरंत फर्श (नींव) के माध्यम से हीटिंग के विकल्प को त्यागने के लायक है, क्योंकि बायोरिएक्टर के तल पर ठोस तलछट का संचय इसे रोकता है। सबसे अच्छा विकल्प रिएक्टर के अंदर हीट एक्सचेंजर को पेश करना होगा, हालांकि, इसे बनाने वाली सामग्री पर्याप्त रूप से मजबूत होनी चाहिए और इसके मिश्रण के दौरान कार्बनिक पदार्थों के दबाव का सफलतापूर्वक सामना करना चाहिए। एक बड़ा क्षेत्र हीट एक्सचेंजर ऑर्गेनिक्स को बेहतर और अधिक समान रूप से गर्म करेगा, जिससे किण्वन प्रक्रिया में सुधार होगा। बाहरी हीटिंग, दीवारों की गर्मी के नुकसान के कारण इसकी कम दक्षता के साथ, आकर्षक है क्योंकि बायोरिएक्टर के अंदर कुछ भी सब्सट्रेट की गति में हस्तक्षेप नहीं करेगा।

हीट एक्सचेंजर में इष्टतम तापमान लगभग 60 ° C होना चाहिए, हीट एक्सचेंजर्स स्वयं रेडिएटर सेक्शन, कॉइल, समानांतर वेल्डेड पाइप के रूप में बने होते हैं। शीतलक तापमान को 60 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखने से निलंबन के कणों के हीट एक्सचेंजर की दीवारों से चिपके रहने का जोखिम कम हो जाएगा, जिसके संचयन से गर्मी हस्तांतरण में काफी कमी आएगी। हीट एक्सचेंजर के लिए इष्टतम स्थान मिश्रण ब्लेड के पास है, जिस स्थिति में इसकी सतह पर कार्बनिक कणों के अवसादन का खतरा न्यूनतम होता है।

बायोरिएक्टर की हीटिंग पाइपलाइन एक पारंपरिक हीटिंग सिस्टम के समान बनाई और सुसज्जित है, अर्थात, सिस्टम के सबसे निचले बिंदु पर ठंडा पानी की वापसी के लिए शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए, इसके ऊपरी बिंदुओं पर वायु रिलीज वाल्व की आवश्यकता होती है। बायोरिएक्टर के अंदर कार्बनिक द्रव्यमान के तापमान का नियंत्रण एक थर्मामीटर से किया जाता है, जिसे रिएक्टर से सुसज्जित किया जाना चाहिए।

बायोगैस एकत्र करने के लिए गैस धारक

निरंतर गैस की खपत के साथ, उनकी कोई आवश्यकता नहीं है, जब तक कि उनका उपयोग गैस के दबाव को बराबर करने के लिए नहीं किया जा सकता है, जो दहन प्रक्रिया में काफी सुधार करेगा। छोटी क्षमता के बायोरिएक्टर संयंत्रों के लिए, बड़ी मात्रा में ऑटोमोबाइल कक्ष, जो एक दूसरे के साथ समानांतर में जुड़े जा सकते हैं, गैस धारकों की भूमिका के लिए उपयुक्त हैं।

अधिक गंभीर गैस टैंक, स्टील या प्लास्टिक, एक विशिष्ट बायोरिएक्टर संयंत्र के लिए चुने जाते हैं - सबसे अच्छे मामले में, गैस टैंक में दैनिक बायोगैस उत्पादन की मात्रा होनी चाहिए। गैस धारक की आवश्यक क्षमता उसके प्रकार और दबाव पर निर्भर करती है, जिसके लिए इसे डिजाइन किया गया है, एक नियम के रूप में, इसकी मात्रा बायोरिएक्टर की आंतरिक मात्रा का 1/5...1/3 है।

स्टील गैस टैंक। स्टील से बने तीन प्रकार के गैस धारक हैं: कम दबाव, 0.01 से 0.05 किग्रा / सेमी 2; मध्यम, 8 से 10 किग्रा/सेमी 2; उच्च, 200 किग्रा / सेमी 2 तक। स्टील के कम दबाव वाले गैस टैंकों का उपयोग करना उचित नहीं है, उन्हें प्लास्टिक गैस टैंकों से बदलना बेहतर है - वे महंगे हैं और केवल तभी लागू होते हैं जब बायोगैस संयंत्र और उपभोक्ता उपकरणों के बीच महत्वपूर्ण दूरी हो। बायोगैस के दैनिक उत्पादन और इसकी वास्तविक खपत के बीच अंतर को बराबर करने के लिए मुख्य रूप से कम दबाव वाले गैस धारकों का उपयोग किया जाता है।

बायोगैस को एक कंप्रेसर द्वारा मध्यम और उच्च दबाव के स्टील गैसहोल्डर्स में पंप किया जाता है; उनका उपयोग केवल मध्यम और बड़ी क्षमता वाले बायोरिएक्टरों में किया जाता है।

गैस धारकों को निम्नलिखित इंस्ट्रूमेंटेशन से लैस होना चाहिए: एक सुरक्षा वाल्व, एक पानी की सील, एक दबाव कम करने वाला और एक दबाव नापने का यंत्र। स्टील से बने गैस होल्डर्स को ग्राउंड किया जाना चाहिए!

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मीथेन के निर्माण के साथ कार्बनिक पदार्थों के अपघटन की जैविक प्रक्रिया की प्रकृति पिछले सहस्राब्दी में नहीं बदली है। लेकिन आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी ने इन "प्राचीन" तकनीकों को लागत प्रभावी और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ बनाने के लिए उपकरण और प्रणालियां बनाई हैं।

बायोगैस- बायोमास के मीथेन किण्वन द्वारा उत्पादित गैस। बायोमास का अपघटन तीन प्रकार के जीवाणुओं के प्रभाव में होता है।

बायोगैस संयंत्र- कृषि उत्पादन, खाद्य उद्योग और नगरपालिका सेवाओं से कचरे को संसाधित करके बायोगैस और अन्य मूल्यवान उप-उत्पादों के उत्पादन के लिए स्थापना।

जैविक कचरे से बायोगैस प्राप्त करने के निम्नलिखित सकारात्मक गुण हैं:

• अपशिष्ट जल (विशेष रूप से पशुधन और नगरपालिका अपशिष्ट जल) की स्वच्छता की जाती है, कार्बनिक पदार्थों की सामग्री 10 गुना तक कम हो जाती है;
• पशुपालन अपशिष्ट, फसल उत्पादन और सक्रिय कीचड़ के अवायवीय प्रसंस्करण से नाइट्रोजन और फास्फोरस घटकों की एक उच्च सामग्री के साथ तैयार-से-उपयोग खनिज उर्वरकों को प्राप्त करना संभव हो जाता है (कंपोस्टिंग विधियों द्वारा जैविक उर्वरक तैयार करने के पारंपरिक तरीकों के विपरीत, जिसमें अप नाइट्रोजन का 30-40% खो जाता है);
• मीथेन किण्वन के साथ, कार्बनिक पदार्थों की ऊर्जा को बायोगैस में परिवर्तित करने की उच्च (80-90%) दक्षता;
• बायोगैस का उपयोग गर्मी और बिजली के साथ-साथ आंतरिक दहन इंजनों के लिए ईंधन के उत्पादन के लिए उच्च दक्षता के साथ किया जा सकता है;
• बायोगैस संयंत्र देश के किसी भी क्षेत्र में स्थित हो सकते हैं और इसके लिए महंगी गैस पाइपलाइनों और जटिल बुनियादी ढांचे के निर्माण की आवश्यकता नहीं होती है;
• बायोगैस संयंत्र अप्रचलित क्षेत्रीय बॉयलर घरों को आंशिक या पूरी तरह से बदल सकते हैं और आसपास के गांवों, कस्बों और छोटे शहरों को बिजली और गर्मी प्रदान कर सकते हैं।

बायोगैस संयंत्र के मालिक के लिए लाभ

प्रत्यक्ष

• बायोगैस (मीथेन) उत्पादन
• बिजली और गर्मी का उत्पादन
• पर्यावरण के अनुकूल उर्वरकों का उत्पादन

अप्रत्यक्ष

• केंद्रीकृत नेटवर्क से स्वतंत्रता, प्राकृतिक एकाधिकार के शुल्क, बिजली और गर्मी में पूर्ण आत्मनिर्भरता
• उद्यम की सभी पर्यावरणीय समस्याओं का समाधान
• दफनाने, हटाने, कचरे के निपटान की लागत में उल्लेखनीय कमी
• मोटर ईंधन के अपने उत्पादन की संभावना
• कर्मियों की लागत में कमी

बायोगैस उत्पादन वातावरण में मीथेन उत्सर्जन को रोकने में मदद करता है। मीथेन में CO2 की तुलना में 21 गुना अधिक ग्रीनहाउस प्रभाव होता है और यह 12 वर्षों तक वातावरण में रहता है। ग्लोबल वार्मिंग को रोकने के लिए मीथेन को पकड़ना सबसे अच्छा अल्पकालिक तरीका है।

प्रसंस्कृत खाद, बार्ड और अन्य अपशिष्ट का उपयोग कृषि में उर्वरक के रूप में किया जाता है। इससे रासायनिक उर्वरकों का उपयोग कम होता है, भूजल पर भार कम होता है।

बायोगैस का उपयोग ईंधन के रूप में निम्न के उत्पादन के लिए किया जाता है: बिजली, गर्मी या भाप, या वाहन ईंधन के रूप में।

बायोगैस संयंत्रों को खेतों, पोल्ट्री फार्मों, भट्टियों, चीनी कारखानों, मांस प्रसंस्करण संयंत्रों पर उपचार सुविधाओं के रूप में स्थापित किया जा सकता है। एक बायोगैस संयंत्र एक पशु चिकित्सा और स्वच्छता संयंत्र की जगह ले सकता है, यानी मांस और हड्डी के भोजन के उत्पादन के बजाय कैरियन को बायोगैस में निपटाया जा सकता है।

औद्योगिक देशों में, सापेक्ष संकेतकों के संदर्भ में बायोगैस के उत्पादन और उपयोग में अग्रणी स्थान डेनमार्क का है - बायोगैस अपने कुल ऊर्जा संतुलन में 18% तक व्याप्त है। निरपेक्ष रूप से, मध्यम और बड़े प्रतिष्ठानों की संख्या के संदर्भ में, जर्मनी अग्रणी स्थान रखता है - 8,000 हजार इकाइयाँ। पश्चिमी यूरोप में, कम से कम आधे पोल्ट्री फार्मों को बायोगैस से गर्म किया जाता है।

भारत, वियतनाम, नेपाल और अन्य देशों में छोटे (एकल-परिवार) बायोगैस संयंत्र बनाए जा रहे हैं। इनसे निकलने वाली गैस का इस्तेमाल खाना बनाने में किया जाता है।

अधिकांश छोटे बायोगैस संयंत्र चीन में स्थित हैं - 10 मिलियन से अधिक (1990 के दशक के अंत में)। वे प्रति वर्ष लगभग 7 बिलियन घन मीटर बायोगैस का उत्पादन करते हैं, जो लगभग 60 मिलियन किसानों को ईंधन प्रदान करता है। 2006 के अंत में, लगभग 18 मिलियन बायोगैस संयंत्र चीन में काम कर रहे थे। उनका उपयोग 10.9 मिलियन टन संदर्भ ईंधन को बदलना संभव बनाता है।

वोल्वो और स्कैनिया बायोगैस इंजन वाली बसें बनाती हैं। स्विस शहरों में ऐसी बसों का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है: बर्न, बेसल, जिनेवा, ल्यूसर्न और लॉज़ेन। 2010 तक स्विस एसोसिएशन ऑफ द गैस इंडस्ट्री के पूर्वानुमान के अनुसार, स्विट्जरलैंड में 10% वाहन बायोगैस पर चलेंगे।

ओस्लो की नगर पालिका ने 2009 की शुरुआत में 80 सिटी बसों को बायोगैस में परिवर्तित कर दिया। बायोगैस की लागत € 0.4 - € 0.5 प्रति लीटर गैसोलीन समकक्ष है। परीक्षण के सफल समापन पर, 400 बसों को बायोगैस में परिवर्तित किया जाएगा।

संभावना

रूस सालाना 300 मिलियन टन सूखे जैविक कचरे के बराबर जमा करता है: कृषि उत्पादन में 250 मिलियन टन, घरेलू कचरे के रूप में 50 मिलियन टन। ये अपशिष्ट बायोगैस उत्पादन के लिए कच्चे माल हो सकते हैं। सालाना उत्पादित बायोगैस की संभावित मात्रा 90 अरब घन मीटर तक पहुंच सकती है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 8.5 मिलियन गायों को पाला जाता है। उनकी खाद से पैदा होने वाली बायोगैस 10 लाख कारों को ईंधन देने के लिए पर्याप्त होगी।

जर्मन बायोगैस उद्योग की क्षमता 2030 तक 100 बिलियन kWh ऊर्जा होने का अनुमान है, जो देश की ऊर्जा खपत का लगभग 10% होगा।

1 फरवरी, 2009 तक, बायोगैस के उत्पादन के लिए कृषि-औद्योगिक परिसर की 8 सुविधाएं संचालन में हैं और यूक्रेन में कमीशन के चरण में हैं। बायोगैस संयंत्रों की अन्य 15 परियोजनाएं विकास के चरण में हैं। विशेष रूप से, 2009-2010 में। 10 आसवनी में बायोगैस उत्पादन शुरू करने की योजना है, जो उद्यमों को प्राकृतिक गैस की खपत को 40% तक कम करने की अनुमति देगा।

सामग्री के आधार पर

चूंकि प्रौद्योगिकियां अब तेजी से आगे बढ़ रही हैं, जैविक कचरे की एक विस्तृत विविधता बायोगैस उत्पादन के लिए कच्चा माल बन सकती है। विभिन्न प्रकार के जैविक कच्चे माल से बायोगैस उपज के संकेतक नीचे दिए गए हैं।

तालिका 1. जैविक कच्चे माल से बायोगैस उत्पादन

कच्चा माल श्रेणी	1 टन बुनियादी कच्चे माल से बायोगैस उत्पादन (एम 3)।
गाँय का गोबर	39-51
मवेशियों की खाद को भूसे में मिलाया जाता है	70
सूअर की खाद	51-87
भेड़ की खाद	70
पक्षियों की बीट	46-93
वसा ऊतक	1290
बूचड़खाने से निकलने वाला कचरा	240-510
एमएसडब्ल्यू	180-200
मल और सीवेज	70
शराब के बाद का ठहराव	45-95
चीनी उत्पादन से जैविक अपशिष्ट	115
सिलेज	210-410
आलू के टॉप्स	280-490
चुकंदर का गूदा	29-41
चुकंदर सबसे ऊपर है	75-200
सब्जी का कचरा	330-500
भुट्टा	390-490
घास	290-490
ग्लिसरॉल	390-595
बीयर की गोली	39-59
राई की कटाई से निकलने वाला कचरा	165
लिनन और भांग	360
जई का डंठल	310
तिपतिया घास	430-490
दूध सीरम	50
भुट्टे का चारा	250
आटा, रोटी	539
मछली का कचरा	300

मवेशी खाद

पूरी दुनिया में, सबसे लोकप्रिय में से वे हैं जिनमें आधार कच्चे माल के रूप में गाय के गोबर का उपयोग शामिल है। मवेशियों के एक सिर को रखने से प्रति वर्ष 6.6-35 टन तरल खाद उपलब्ध कराना संभव हो जाता है। कच्चे माल की इस मात्रा को 257-1785 मीटर 3 बायोगैस में संसाधित किया जा सकता है। कैलोरी मान पैरामीटर के अनुसार, ये संकेतक इसके अनुरूप हैं: 193–1339 घन मीटर प्राकृतिक गैस, 157–1089 किग्रा गैसोलीन, 185–1285 किग्रा ईंधन तेल, 380–2642 किग्रा जलाऊ लकड़ी।

बायोगैस उत्पादन के लिए गाय की खाद का उपयोग करने के प्रमुख लाभों में से एक मवेशियों के जठरांत्र संबंधी मार्ग में मीथेन-उत्पादक बैक्टीरिया की कॉलोनियों की उपस्थिति है। इसका मतलब है कि सब्सट्रेट में सूक्ष्मजीवों के अतिरिक्त परिचय की कोई आवश्यकता नहीं है, और इसलिए अतिरिक्त निवेश की कोई आवश्यकता नहीं है। साथ ही, खाद की सजातीय संरचना इस प्रकार की कच्ची सामग्री को निरंतर चक्र उपकरणों में उपयोग करना संभव बनाती है। बायोगैस उत्पादन और भी अधिक कुशल होगा यदि मवेशियों के मूत्र को किण्वित बायोमास में जोड़ा जाए।

सुअर और भेड़ की खाद

मवेशियों के विपरीत, इन समूहों के जानवरों को बिना कंक्रीट के फर्श वाले कमरों में रखा जाता है, इसलिए यहां बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया कुछ जटिल होती है। निरंतर चक्र उपकरणों में सुअर और भेड़ की खाद का उपयोग संभव नहीं है, केवल डोज्ड लोडिंग की अनुमति है। इस प्रकार के कच्चे द्रव्यमान के साथ, पौधों का कचरा अक्सर बायोरिएक्टरों में प्रवेश करता है, जो इसके प्रसंस्करण की अवधि में काफी वृद्धि कर सकता है।

पक्षियों की बीट

बायोगैस उत्पादन के लिए पक्षी की बूंदों का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, पक्षियों के पिंजरों को पर्चों से लैस करने की सिफारिश की जाती है, क्योंकि यह बड़ी मात्रा में बूंदों के संग्रह की अनुमति देगा। बायोगैस की महत्वपूर्ण मात्रा प्राप्त करने के लिए, गाय के घोल के साथ पक्षी की बूंदों को मिलाया जाना चाहिए, जो सब्सट्रेट से अमोनिया की अत्यधिक रिहाई को समाप्त कर देगा। बायोगैस के उत्पादन में पक्षी की बूंदों के उपयोग की एक विशेषता हाइड्रोलिसिस रिएक्टर का उपयोग करके 2-चरण की तकनीक को पेश करने की आवश्यकता है। अम्लता के स्तर को नियंत्रित करने के लिए यह आवश्यक है, अन्यथा सब्सट्रेट में बैक्टीरिया मर सकता है।

मल

मल के कुशल प्रसंस्करण के लिए, प्रति स्वच्छता उपकरण में पानी की मात्रा को कम करना आवश्यक है: यह एक समय में 1 लीटर से अधिक नहीं हो सकता है।

हाल के वर्षों में वैज्ञानिक अनुसंधान की मदद से, यह स्थापित करना संभव हो गया है कि बायोगैस, यदि इसके उत्पादन के लिए मल का उपयोग किया जाता है, तो प्रमुख तत्वों (विशेष रूप से, मीथेन) के साथ, कई खतरनाक यौगिक जो पर्यावरण प्रदूषण में योगदान करते हैं, बायोगैस में गुजरते हैं। उदाहरण के लिए, अपशिष्ट जल जैविक उपचार संयंत्रों में उच्च तापमान की स्थिति में ऐसे कच्चे माल के मीथेन किण्वन के दौरान, गैस चरण के लगभग सभी नमूनों में लगभग 90 µg/m3 आर्सेनिक, 80 µg/m3 सुरमा, 10 µg/m3 पारा पाया गया, 500 µg/m3 टेल्यूरियम, 900 µg/m3 टिन, 700 µg/m3 लेड। उल्लिखित तत्वों को टेट्रा- और डाइमिथाइलेटेड यौगिकों द्वारा ऑटोलिसिस प्रक्रियाओं की विशेषता के रूप में दर्शाया गया है। पहचाने गए संकेतक इन तत्वों के एमपीसी से गंभीर रूप से अधिक हैं, जो बायोगैस में प्रसंस्करण मल की समस्या के लिए अधिक गहन दृष्टिकोण की आवश्यकता को इंगित करता है।

ऊर्जा फसलें

अधिकांश हरे पौधे बायोगैस की असाधारण उच्च उपज प्रदान करते हैं। कई यूरोपीय बायोगैस संयंत्रमकई सिलेज पर काम करें। यह काफी न्यायसंगत है, क्योंकि 1 हेक्टेयर से प्राप्त मकई साइलेज 7800–9100 मीटर 3 बायोगैस का उत्पादन करने की अनुमति देता है, जो इससे मेल खाती है: 5850–6825 एम3 प्राकृतिक गैस, 4758–5551 किलोग्राम गैसोलीन, 5616–6552 किलोग्राम ईंधन तेल, 11544 -13468 किग्रा जलाऊ लकड़ी।

लगभग 290–490 मी3 बायोगैस का उत्पादन एक टन विभिन्न जड़ी-बूटियों से होता है, जबकि तिपतिया घास की उपज विशेष रूप से उच्च होती है: 430–490 मी3। आलू के टॉप्स का एक टन उच्च गुणवत्ता वाला कच्चा माल भी 490 मीटर 3, एक टन बीट टॉप्स - 75 से 200 मीटर 3 तक, राई की कटाई के दौरान प्राप्त एक टन कचरा - 165 मीटर 3 तक प्रदान करने में सक्षम है। एक टन सन और गांजा - 360 मीटर 3, एक टन जई का भूसा - 310 मीटर 3।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बायोगैस उत्पादन के लिए ऊर्जा फसलों की लक्षित खेती के मामले में, उनकी बुवाई और कटाई में धन निवेश करने की आवश्यकता है। इसमें ऐसे कल्चर बायोरिएक्टर के लिए कच्चे माल के अन्य स्रोतों से काफी भिन्न होते हैं। ऐसी फसलों को खाद देने की कोई आवश्यकता नहीं है। सब्जी उगाने और अनाज फसलों के उत्पादन की बर्बादी के लिए, बायोगैस में उनके प्रसंस्करण में असाधारण रूप से उच्च आर्थिक दक्षता है।

"लैंडफिल गैस"

एक टन सूखे एमएसडब्ल्यू से, 200 मीटर 3 तक बायोगैस प्राप्त की जा सकती है, जिसमें से 50% से अधिक मीथेन है। मीथेन उत्सर्जन गतिविधि के संदर्भ में, "लैंडफिल" किसी भी अन्य स्रोतों से कहीं बेहतर हैं। बायोगैस के उत्पादन में एमएसडब्ल्यू का उपयोग न केवल एक महत्वपूर्ण आर्थिक प्रभाव प्रदान करेगा बल्कि वातावरण में प्रदूषणकारी यौगिकों के प्रवाह को भी कम करेगा।

बायोगैस उत्पादन के लिए कच्चे माल की गुणात्मक विशेषताएं

बायोगैस की उपज और उसमें मीथेन की सांद्रता को दर्शाने वाले संकेतक, अन्य बातों के अलावा, बेस फीडस्टॉक की नमी पर निर्भर करते हैं। इसे गर्मियों में 91% और सर्दियों में 86% रखने की सलाह दी जाती है।

सूक्ष्मजीवों की पर्याप्त उच्च गतिविधि सुनिश्चित करके किण्वित द्रव्यमान से बायोगैस की अधिकतम मात्रा प्राप्त करना संभव है। यह कार्य केवल सब्सट्रेट की आवश्यक चिपचिपाहट के साथ ही महसूस किया जा सकता है। कच्चे माल में सूखे, बड़े और ठोस तत्व मौजूद होने पर मीथेन किण्वन की प्रक्रिया धीमी हो जाती है। इसके अलावा, ऐसे तत्वों की उपस्थिति में, क्रस्ट का गठन देखा जाता है, जिससे सब्सट्रेट का स्तरीकरण होता है और बायोगैस उत्पादन बंद हो जाता है। ऐसी घटनाओं को बाहर करने के लिए, कच्चे द्रव्यमान को बायोरिएक्टरों में लोड करने से पहले, इसे कुचल दिया जाता है और धीरे-धीरे मिश्रित किया जाता है।

कच्चे माल का इष्टतम पीएच मान 6.6–8.5 की सीमा में पैरामीटर हैं। पीएच को आवश्यक स्तर तक बढ़ाने का व्यावहारिक कार्यान्वयन कुचल संगमरमर से सब्सट्रेट में बनाई गई संरचना के खुराक परिचय द्वारा प्रदान किया जाता है।

बायोगैस की उपज को अधिकतम करने के लिए, सब्सट्रेट के पोकेशन प्रसंस्करण के माध्यम से अधिकांश विभिन्न प्रकार के कच्चे माल को अन्य प्रकार के साथ मिश्रित किया जा सकता है। साथ ही, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन का इष्टतम अनुपात प्राप्त किया जाता है: संसाधित बायोमास में, उन्हें 16 से 10 के अनुपात में प्रदान किया जाना चाहिए।

इस प्रकार, के लिए कच्चे माल का चयन करते समय बायोगैस संयंत्रइसकी गुणात्मक विशेषताओं पर पूरा ध्यान देना समझ में आता है।

परिचय

मेटाटैंक और कृषि बायोगैस संयंत्रों से बायोगैस उत्पादन

बायोगैस भंडारण प्रणाली

बायोगैस की संरचना

उपयोग के लिए बायोगैस तैयार करना

बायोगैस के उपयोग में मुख्य दिशाएँ और विश्व के नेता

निष्कर्ष

प्रयुक्त साहित्य की सूची

परिचय

गैस आपूर्ति के विश्व अभ्यास में बायोमास ऊर्जा सहित नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग में पर्याप्त अनुभव संचित किया गया है। सबसे आशाजनक गैसीय ईंधन बायोगैस है, जिसमें रुचि न केवल हाल के वर्षों में कम हुई है, बल्कि बढ़ती जा रही है। बायोगैस मीथेन युक्त गैसें हैं जो कार्बनिक बायोमास के अवायवीय अपघटन के दौरान बनती हैं। उत्पादन के स्रोत के आधार पर, बायोगैस को तीन मुख्य प्रकारों में बांटा गया है:

शहर के सीवेज उपचार संयंत्रों (बीजी केओएस) में प्राप्त पाचक गैस;

कृषि अपशिष्ट (बीजी एसएचपी) के किण्वन से बायोगैस संयंत्रों (बीजीयू) में उत्पादित बायोगैस;

जैविक घटकों (बीजी एमएसडब्ल्यू) युक्त अपशिष्ट लैंडफिल से प्राप्त लैंडफिल गैस।

अपने काम में, मैंने इन गैसों को प्राप्त करने की तकनीकों, उनकी संरचना, उपयोग के लिए बायोगैस तैयार करने के तरीकों, अर्थात् गिट्टी पदार्थों से सफाई के तरीकों पर विचार किया। बायोगैस के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसकी मैंने इस पत्र में संक्षेप में समीक्षा की है।

मेटाटैंक और कृषि बायोगैस संयंत्रों से बायोगैस उत्पादन

तकनीकी डिजाइन के अनुसार, बायोगैस संयंत्रों को तीन प्रणालियों में बांटा गया है: संचयी, आवधिक, निरंतर।

संचय प्रणालियों में, रिएक्टरों में पाचन प्रदान किया जाता है, जो पचे हुए खाद (सब्सट्रेट) को उतारने तक भंडारण के लिए एक जगह के रूप में भी काम करता है। मूल सब्सट्रेट को लगातार टैंक में तब तक डाला जाता है जब तक कि वह भर न जाए। मिट्टी में निषेचन की अवधि के दौरान किण्वित सब्सट्रेट को उतारना वर्ष में एक या दो बार किया जाता है। इस मामले में, पचे हुए कीचड़ का एक हिस्सा विशेष रूप से रिएक्टर में छोड़ दिया जाता है और बाद के किण्वन चक्र के लिए बीज सामग्री के रूप में कार्य करता है। बायोरिएक्टर के साथ संयुक्त भंडारण की मात्रा की गणना अंतर-बुवाई अवधि के दौरान परिसर से निकाली गई खाद की कुल मात्रा के लिए की जाती है। ऐसी प्रणालियों के लिए बड़ी मात्रा में भंडारण की आवश्यकता होती है और इनका उपयोग बहुत कम किया जाता है।

बायोगैस उत्पादन की आवधिक प्रणाली में रिएक्टर में प्रारंभिक सब्सट्रेट की एकल लोडिंग, वहां बीज सामग्री की आपूर्ति और किण्वित उत्पाद को उतारना शामिल है। इस तरह की प्रणाली को उच्च श्रम तीव्रता, बहुत असमान गैस उत्पादन की विशेषता है और कम से कम दो रिएक्टरों की आवश्यकता होती है, मूल खाद के संचय के लिए जलाशय और पचे हुए सब्सट्रेट का भंडारण।

एक सतत योजना के साथ, प्रारंभिक सब्सट्रेट लगातार या निश्चित अंतराल पर (दिन में 1-10 बार) पाचन कक्ष में लोड होता है, जिसमें से समान मात्रा में पचे हुए कीचड़ को एक साथ हटा दिया जाता है। किण्वन प्रक्रिया को तेज करने के लिए, विभिन्न योजकों को बायोरिएक्टर में पेश किया जा सकता है, जो न केवल प्रतिक्रिया दर को बढ़ाता है, बल्कि गैस की उपज और गुणवत्ता को भी बढ़ाता है। आधुनिक बायोगैस संयंत्र, एक नियम के रूप में, एक सतत प्रक्रिया के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और स्टील, कंक्रीट, प्लास्टिक, ईंटों से बने हैं। थर्मल इन्सुलेशन के लिए शीसे रेशा, कांच के ऊन, सेलुलर प्लास्टिक का उपयोग किया जाता है।

दैनिक प्रदर्शन के अनुसार, मौजूदा बायोगैस सिस्टम और स्थापनाओं को 3 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

छोटा - 50 मीटर 3 / दिन तक;

मध्यम - 500 मीटर 3 / दिन तक;

बड़ा - 30 हजार मीटर 3 / दिन तक।

उपयोग किए गए सब्सट्रेट को छोड़कर, मीथेन टैंक और कृषि बायोगैस संयंत्रों में कोई मौलिक अंतर नहीं है। बायोगैस कृषि संयंत्र की तकनीकी योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 1.

इस योजना के अनुसार, पशुधन परिसर से खाद (1) भंडारण टैंक (2) में प्रवेश करती है, फिर इसे फेकल पंप (3) के साथ डाइजेस्टर में लोड किया जाता है - अवायवीय पाचन के लिए टैंक (4)। किण्वन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न बायोगैस गैस टैंक (5) में प्रवेश करती है और फिर उपभोक्ता को खाद को किण्वन तापमान तक गर्म करने और डाइजेस्टर में थर्मल शासन बनाए रखने के लिए, एक हीट एक्सचेंजर (6) का उपयोग किया जाता है, जिसके माध्यम से गर्म पानी बहता है, बॉयलर में गरम किया जाता है (7) किण्वित खाद को खाद भंडारण (8) में उतारा जाता है।

चित्र .1। बायोगैस उत्पादन की सामान्यीकृत योजना (कृषि बायोगैस

बायोरिएक्टर में थर्मल इन्सुलेशन होता है, जिसे किण्वन तापमान शासन को स्थिर रूप से बनाए रखना चाहिए और विफलता के मामले में त्वरित प्रतिस्थापन के लिए उत्तरदायी होना चाहिए। पाइपों के सर्पिल के रूप में दीवारों की परिधि के साथ हीट एक्सचेंजर्स लगाकर बायोरिएक्टर का ताप किया जाता है, जिसके माध्यम से गर्म पानी 60-70 डिग्री सेल्सियस के प्रारंभिक तापमान के साथ फैलता है। मीथेन बनाने वाले सूक्ष्मजीवों की मृत्यु और हीट एक्सचेंज सतह पर सब्सट्रेट कणों के पालन से बचने के लिए हीट कैरियर के इतने कम तापमान को अपनाया जाता है, जिससे हीट ट्रांसफर में गिरावट हो सकती है। बायोरिएक्टर में निरंतर मिश्रण के लिए उपकरण भी होते हैं खाद। डाइजेस्टर में खाद के प्रवाह को नियंत्रित किया जाता है ताकि किण्वन प्रक्रिया समान रूप से आगे बढ़े।

किण्वन के दौरान, खाद में माइक्रोफ्लोरा विकसित होता है, जो क्रमिक रूप से कार्बनिक पदार्थों को एसिड में नष्ट कर देता है, और बाद में, सिंट्रोफिक और मीथेन बनाने वाले बैक्टीरिया की कार्रवाई के तहत, गैसीय उत्पादों - मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड में बदल जाता है।

डाइजेस्टर्स में सभी आवश्यक प्रक्रिया पैरामीटर प्रदान किए जाते हैं - तापमान (33-37ºC), कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता, अम्लता (6.8-7.4), आदि। मीथेन बायोकेनोसिस कोशिकाओं की वृद्धि भी C:N अनुपात द्वारा निर्धारित की जाती है, और इसका इष्टतम मान 30 :1 है। मूल सब्सट्रेट में निहित कुछ पदार्थ मीथेन पाचन (तालिका 1) को बाधित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, चिकन खाद अक्सर अतिरिक्त NH3 के साथ मीथेन पाचन को रोकता है।

तालिका नंबर एक

मीथेन पाचन अवरोधक

लैंडफिल से बायोगैस

जैविक घटकों के एक बड़े अनुपात वाले घरेलू और अन्य कचरे के लिए लैंडफिल पर अनियंत्रित गैस उत्पादन की प्रक्रिया को संचय प्रणाली में मीथेन युक्त गैस के उत्पादन की प्रक्रिया के रूप में माना जा सकता है, जैविक भाग के पूर्ण अपघटन तक प्रक्रिया की अवधि मेटाटैंक की तुलना में यहाँ बहुत लंबा है।

घरेलू अभ्यास में, एमएसडब्ल्यू लैंडफिल में बायोगैस उपयोग प्रणाली अभी तक व्यापक नहीं हुई है, इसलिए, बायोगैस संग्रह और परिवहन प्रणालियों की डिजाइन सुविधाओं पर आगे विचार करते हुए, विदेशी अनुभव को ध्यान में रखा जाएगा। एक ठोस अपशिष्ट लैंडफिल पर इन प्रणालियों में से एक का योजनाबद्ध आरेख चित्र में दिखाया गया है। 2. प्रणाली में दो मुख्य भाग होते हैं: एक गैस एकत्र करने वाला नेटवर्क, जो वैक्यूम के तहत होता है, और बायोगैस उपभोक्ताओं का वितरण नेटवर्क, जो बहुत कम या (शायद ही कभी) मध्यम दबाव में होता है।

चावल। 2. ठोस अपशिष्ट लैंडफिल के लिए डीगैसिंग सिस्टम की स्थापना

नीचे लैंडफिल में गैस संग्रह प्रणाली के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों की परिभाषाएँ दी गई हैं, जिन्हें अंजीर में प्रस्तुत किया गया है। 2, और सिस्टम के व्यक्तिगत तत्वों के लिए आवश्यकताएं।

गैस कलेक्टर कचरे की मोटाई में बिछाई जाने वाली पाइपलाइनें हैं, जिनमें एक वैक्यूम बनाया जाता है। एक नियम के रूप में, वे या तो लंबवत रूप से गैस कुओं के रूप में, या क्षैतिज रूप से छिद्रित पाइपलाइनों के रूप में किए जाते हैं, हालांकि, अन्य रूपों का भी व्यवहार में उपयोग किया जाता है (टैंक, बजरी या कुचल पत्थर के कक्ष, आदि)।

प्रीफैब्रिकेटेड गैस पाइपलाइनों के तहत वैक्यूम के तहत गैस पाइपलाइनों को समझा जाता है और प्रीफैब्रिकेटेड कलेक्टरों के हिस्से में अग्रणी होता है। निर्वाह के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, उनके पास गैस के कई गुना लचीला कनेक्शन होता है, कनेक्शन इकाई में उपकरण (दबाव को मापने के लिए) और गैस नमूनाकरण के लिए फिटिंग होते हैं।

गैस संग्रह बिंदु पर एकत्रित गैस पाइपलाइनों को जोड़ा जाता है। गैस संग्रह बिंदु को पाइप, टैंक आदि के रूप में बनाया जा सकता है और सबसे कम बिंदु पर स्थित होता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कंडेनसेट बाहर गिर जाए। गैस संग्रह बिंदु में इंस्ट्रूमेंटेशन और ऑटोमेशन डिवाइस होते हैं।

कंडेनसेट ड्रेन सिस्टम पाइपलाइन सिस्टम के सबसे निचले बिंदु पर कंडेनसेट को इकट्ठा करने और निकालने के लिए गैस पाइपलाइन पर एक उपकरण है। रेयरफैक्शन ज़ोन में, कंडेनसेट को साइफन के माध्यम से, ओवरपेक्चर क्षेत्र में - एडजस्टेबल स्टीम ट्रैप के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है। कंडेनसेट को कूलिंग डिवाइस के माध्यम से अंडरप्रेशर ज़ोन और ओवरप्रेशर ज़ोन दोनों में भी हटाया जा सकता है।

सक्शन पाइपलाइन को डिस्चार्ज डिवाइस के सामने पाइपलाइन का सीधा खंड कहा जाता है, यहां इंस्ट्रूमेंटेशन और ऑटोमेशन डिवाइस भी दिए गए हैं।

दबाव उपकरणों (पंखा, ब्लोअर, आदि) का उपयोग एक दफन शरीर से गैस के परिवहन के लिए आवश्यक वैक्यूम बनाने या गैस को उपयोग के स्थान पर ले जाने के लिए अतिरिक्त दबाव बनाने के लिए किया जाता है (एक भड़कना इकाई के लिए, एक निपटान प्रणाली आदि के लिए)। ).

कंप्रेसर इकाई का उपयोग गैस के अतिरिक्त दबाव को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

इंजन रूम में इंजेक्शन डिवाइस हैं। पारंपरिक संरचनाएं कंटेनर, धातु के बाड़े या छोटी इमारतें (गैरेज, ब्लॉक संरचनाएं आदि) हैं। बड़े प्रतिष्ठानों में, गैस इंजेक्शन उपकरण इंजन के कमरे में स्थित होते हैं, कभी-कभी उन्हें चंदवा के नीचे खुले क्षेत्रों में रखा जा सकता है।

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बायोगैस उपज और मीथेन सामग्री

बाहर निकलना बायोगैसआमतौर पर खाद में निहित सूखे पदार्थ के प्रति किलोग्राम लीटर या क्यूबिक मीटर में गणना की जाती है। तालिका मेसोफिलिक तापमान पर किण्वन के 10-20 दिनों के बाद विभिन्न प्रकार के कच्चे माल के लिए बायोगैस उपज प्रति किलोग्राम शुष्क पदार्थ के मूल्यों को दर्शाती है।

तालिका का उपयोग करके ताजा फ़ीड से बायोगैस की उपज का निर्धारण करने के लिए, आपको सबसे पहले ताजा फ़ीड की नमी की मात्रा निर्धारित करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, आप एक किलोग्राम ताजा खाद ले सकते हैं, इसे सुखा सकते हैं और सूखे अवशेषों का वजन कर सकते हैं। प्रतिशत के रूप में खाद की नमी की मात्रा सूत्र का उपयोग करके गणना की जा सकती है: (1 - सूखे खाद का वजन)x100%।

कच्चे माल का प्रकार	गैस आउटलेट (एम 3 प्रति किलोग्राम शुष्क पदार्थ)	मीथेन सामग्री (%)
क. पशुओं का गोबर
मवेशी खाद	0,250 - 0,340	65
सूअर की खाद	0,340 - 0,580	65 - 70
पक्षियों की बीट	0,310 - 0,620	60
घोड़े का गोबर	0,200 - 0,300	56 - 60
भेड़ की खाद	0,300 - 620	70
बी घरेलू कचरा
अपशिष्ट जल, मल	0,310 - 0,740	70
सब्जी का कचरा	0,330 - 0,500	50-70
आलू के टॉप्स	0,280 - 0,490	60 - 75
चुकंदर सबसे ऊपर है	0,400 - 0,500	85
C. सब्जियों का सूखा कचरा
गेहूं के भूसे	0,200 - 0,300	50 - 60
राई का भूसा	0,200 - 0,300	59
जौ का भूसा	0,250 - 0,300	59
जई का डंठल	0,290 - 0,310	59
मकई का भूसा	0,380 - 0,460	59
सनी	0,360	59
भांग	0,360	59
चुकंदर का गूदा	0,165
सूरजमुखी के पत्ते	0,300	59
तिपतिया घास	0,430 - 0,490
डी अन्य
घास	0,280 - 0,630	70
पेड़ के पत्ते	0,210 - 0,290	58

विभिन्न प्रकार के कच्चे माल का उपयोग करने पर बायोगैस उत्पन्न होती है और उसमें मीथेन की मात्रा होती है

यह गणना करने के लिए कि एक निश्चित नमी वाली सामग्री के साथ कितनी ताजा खाद 1 किलो शुष्क पदार्थ के अनुरूप होगी, आप निम्न विधि का उपयोग कर सकते हैं: खाद की नमी का प्रतिशत मान 100 से घटाएं, और फिर 100 को इस मान से विभाजित करें:

100: (100% - आर्द्रता% में)।

उदाहरण 1	यदि आपने निर्धारित किया है कि कच्चे माल के रूप में उपयोग की जाने वाली मवेशी खाद की नमी 85% है। तो 1 किलोग्राम सूखा पदार्थ 100: (100-85) = लगभग 6.6 किलोग्राम ताजा खाद के अनुरूप होगा। इसका मतलब है कि 6.6 किलोग्राम ताजा खाद से हमें 0.250 - 0.320 मीटर 3 बायोगैस मिलता है: और 1 किलोग्राम ताजा मवेशी खाद से हम 6.6 गुना कम: 0.037 - 0.048 मीटर 3 बायोगैस प्राप्त कर सकते हैं।
उदाहरण 2	आपने सुअर की खाद में नमी की मात्रा निर्धारित की है - 80%, जिसका अर्थ है कि 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ 5 किलोग्राम ताजा सुअर खाद के बराबर होगा। तालिका से हम जानते हैं कि 1 किलोग्राम शुष्क पदार्थ या 5 किलोग्राम ताजा सुअर की खाद 0.340 - 0.580 मीटर 3 बायोगैस छोड़ती है। इसका मतलब है कि 1 किलोग्राम ताजा सूअर की खाद से 0.068-0.116 मीटर3 बायोगैस निकलती है।

अनुमानित मूल्य

यदि दैनिक ताजी खाद का वजन ज्ञात हो तो दैनिक बायोगैस उत्पादन लगभग इस प्रकार होगा:

1 टन पशु खाद - 40-50 मीटर 3 बायोगैस;
1 टन सुअर की खाद - 70-80 मीटर 3 बायोगैस;
1 टन पक्षी गोबर - 60 -70 m3 बायोगैस। यह याद रखना चाहिए कि तैयार कच्चे माल के लिए अनुमानित मूल्य 85% - 92% की नमी सामग्री के साथ दिए गए हैं।

बायोगैस वजन

बायोगैस का आयतन भार 1.2 किलोग्राम प्रति 1 मी 3 है, इसलिए प्राप्त उर्वरकों की मात्रा की गणना करते समय, इसे संसाधित कच्चे माल की मात्रा से घटाना आवश्यक है।

55 किलोग्राम कच्चे माल के औसत दैनिक भार और मवेशियों के प्रति सिर 2.2 - 2.7 मीटर 3 की दैनिक बायोगैस उपज के लिए, बायोगैस संयंत्र में प्रसंस्करण की प्रक्रिया में कच्चे माल का द्रव्यमान 4 - 5% कम हो जाएगा।

बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया का अनुकूलन

एसिड बनाने वाले और मीथेन बनाने वाले बैक्टीरिया प्रकृति में सर्वव्यापी हैं, विशेष रूप से जानवरों के मलमूत्र में। मवेशियों के पाचन तंत्र में खाद के किण्वन के लिए आवश्यक सूक्ष्मजीवों का एक पूरा सेट होता है। इसलिए, मवेशियों की खाद का उपयोग अक्सर एक नए रिएक्टर में लोड किए गए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। किण्वन प्रक्रिया शुरू करने के लिए, निम्नलिखित शर्तें प्रदान करना पर्याप्त है:

रिएक्टर में अवायवीय स्थितियों का रखरखाव

बायोगैस संयंत्र के रिएक्टर में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ही मीथेन बनाने वाले बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि संभव है, इसलिए रिएक्टर की जकड़न और रिएक्टर में ऑक्सीजन की कमी की निगरानी करना आवश्यक है।

तापमान शासन का अनुपालन

किण्वन प्रक्रिया में इष्टतम तापमान बनाए रखना सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है। प्राकृतिक परिस्थितियों में शिक्षा बायोगैस 0 डिग्री सेल्सियस से 97 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होता है, लेकिन बायोगैस और जैव उर्वरकों के उत्पादन के लिए जैविक कचरे को संसाधित करने की प्रक्रिया के अनुकूलन को ध्यान में रखते हुए, तीन तापमान शासनों को प्रतिष्ठित किया जाता है:

साइकोफिलिक तापमान शासन 20 - 25 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान से निर्धारित होता है,
मेसोफिलिक तापमान शासन 25 डिग्री सेल्सियस से 40 डिग्री सेल्सियस और तापमान द्वारा निर्धारित किया जाता है
थर्मोफिलिक तापमान शासन 40 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान से निर्धारित होता है।

बढ़ते तापमान के साथ मीथेन के बैक्टीरियोलॉजिकल उत्पादन की डिग्री बढ़ जाती है। लेकिन, चूंकि बढ़ते तापमान के साथ मुक्त अमोनिया की मात्रा भी बढ़ती है, किण्वन प्रक्रिया धीमी हो सकती है। बायोगैस संयंत्ररिएक्टर हीटिंग के बिना, लगभग 20 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक के औसत वार्षिक तापमान पर या औसत दैनिक तापमान कम से कम 18 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर ही संतोषजनक प्रदर्शन दिखाते हैं। 20-28 डिग्री सेल्सियस के औसत तापमान पर, गैस का उत्पादन असमान रूप से बढ़ जाता है। यदि बायोमास का तापमान 15 डिग्री सेल्सियस से कम है, तो गैस का उत्पादन इतना कम होगा कि थर्मल इन्सुलेशन और हीटिंग के बिना बायोगैस संयंत्र आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं रह जाएगा।

विभिन्न प्रकार के कच्चे माल के लिए इष्टतम तापमान शासन के बारे में जानकारी अलग है। मवेशियों, सूअरों और पक्षियों की मिश्रित खाद पर काम करने वाले बायोगैस संयंत्रों के लिए, मेसोफिलिक तापमान शासन के लिए इष्टतम तापमान 34 - 37 डिग्री सेल्सियस और थर्मोफिलिक 52 - 54 डिग्री सेल्सियस के लिए है। बिना गर्म किए गए प्रतिष्ठानों में साइकोफिलिक तापमान की स्थिति देखी जाती है जिसमें तापमान नियंत्रण नहीं होता है। साइकोफिलिक मोड में बायोगैस का सबसे तीव्र विमोचन 23 डिग्री सेल्सियस पर होता है।

बायोमिथेनेशन प्रक्रिया तापमान परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील है। इस संवेदनशीलता की डिग्री, बदले में, उस तापमान सीमा पर निर्भर करती है जिसमें कच्चे माल का प्रसंस्करण होता है। किण्वन प्रक्रिया के दौरान, तापमान की सीमा के भीतर परिवर्तन होता है:

साइकोफिलिक तापमान व्यवस्था: ± 2°C प्रति घंटा;
मेसोफिलिक तापमान व्यवस्था: ± 1°C प्रति घंटा;
थर्मोफिलिक तापमान शासन: ± 0.5 डिग्री सेल्सियस प्रति घंटा।

व्यवहार में, दो तापमान शासन अधिक सामान्य हैं, ये थर्मोफिलिक और मेसोफिलिक हैं। उनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। थर्मोफिलिक पाचन प्रक्रिया के फायदे कच्चे माल के अपघटन की बढ़ी हुई दर हैं, और इसलिए बायोगैस की उच्च उपज, साथ ही कच्चे माल में निहित रोगजनक बैक्टीरिया का लगभग पूर्ण विनाश। थर्मोफिलिक अपघटन के नुकसान में शामिल हैं; रिएक्टर में फीडस्टॉक को गर्म करने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, न्यूनतम तापमान परिवर्तन के लिए पाचन प्रक्रिया की संवेदनशीलता और परिणामस्वरूप थोड़ी कम गुणवत्ता biofertilizers.

किण्वन के मेसोफिलिक मोड में, जैव उर्वरकों की एक उच्च अमीनो एसिड संरचना संरक्षित होती है, लेकिन कच्चे माल की कीटाणुशोधन थर्मोफिलिक मोड की तरह पूर्ण नहीं होती है।

पोषक तत्व की उपलब्धता

मीथेन बैक्टीरिया की वृद्धि और महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए (जिसकी मदद से बायोगैस का उत्पादन होता है), कच्चे माल में कार्बनिक और खनिज पोषक तत्वों की उपस्थिति आवश्यक है। कार्बन और हाइड्रोजन के अलावा, जैव उर्वरकों के निर्माण के लिए पर्याप्त मात्रा में नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम और एक निश्चित मात्रा में ट्रेस तत्वों - लोहा, मैंगनीज, मोलिब्डेनम, जस्ता, कोबाल्ट, सेलेनियम, टंगस्टन, निकल की आवश्यकता होती है। और दूसरे। सामान्य जैविक कच्चे माल - पशु खाद - में उपरोक्त तत्वों की पर्याप्त मात्रा होती है।

किण्वन समय

इष्टतम पाचन समय रिएक्टर लोडिंग खुराक और पाचन प्रक्रिया के तापमान पर निर्भर करता है। यदि किण्वन समय बहुत कम चुना जाता है, तो जब पचाए गए बायोमास को छुट्टी दे दी जाती है, तो बैक्टीरिया को रिएक्टर से तेजी से धोया जाता है, क्योंकि वे गुणा कर सकते हैं, और किण्वन प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से बंद हो जाती है। रिएक्टर में कच्चे माल का बहुत लंबा एक्सपोजर एक निश्चित अवधि के लिए बायोगैस और जैव उर्वरकों की सबसे बड़ी मात्रा प्राप्त करने के उद्देश्यों को पूरा नहीं करता है।

किण्वन की इष्टतम अवधि निर्धारित करते समय, "रिएक्टर टर्नओवर समय" शब्द का उपयोग किया जाता है। रिएक्टर टर्नअराउंड समय वह समय है जिसके दौरान रिएक्टर में लोड किए गए ताजा फीड को संसाधित किया जाता है और रिएक्टर से डिस्चार्ज किया जाता है।

निरंतर लोडिंग वाले सिस्टम के लिए, औसत पाचन समय रिएक्टर की मात्रा के अनुपात से फीडस्टॉक की दैनिक मात्रा के अनुपात से निर्धारित होता है। व्यवहार में, निम्नलिखित अंतरालों में किण्वन तापमान और फीडस्टॉक की संरचना के आधार पर रिएक्टर टर्नओवर का समय चुना जाता है:

साइकोफिलिक तापमान शासन: 30 से 40 या अधिक दिनों तक;
मेसोफिलिक तापमान शासन: 10 से 20 दिनों तक;
थर्मोफिलिक तापमान शासन: 5 से 10 दिनों तक।

कच्चे माल की लोडिंग की दैनिक खुराक रिएक्टर के टर्नअराउंड समय से निर्धारित होती है और रिएक्टर में बढ़ते तापमान के साथ (साथ ही बायोगैस की उपज) बढ़ जाती है। यदि रिएक्टर टर्नअराउंड समय 10 दिन है: तो दैनिक फीड दर कुल फीडस्टॉक फीड का 1/10 होगी। यदि रिएक्टर टर्नओवर का समय 20 दिन है, तो लोड का दैनिक हिस्सा लोड किए गए कच्चे माल की कुल मात्रा का 1/20 होगा। थर्मोफिलिक मोड में काम करने वाले संयंत्रों के लिए, लोड शेयर कुल रिएक्टर लोड का 1/5 तक हो सकता है।

किण्वन समय का चुनाव भी संसाधित होने वाले कच्चे माल के प्रकार पर निर्भर करता है। निम्न प्रकार के कच्चे माल के लिए मेसोफिलिक तापमान स्थितियों के तहत संसाधित किया जाता है, जिसके दौरान बायोगैस का सबसे बड़ा हिस्सा जारी किया जाता है:

मवेशी तरल खाद: 10 -15 दिन;

तरल सुअर खाद: 9 -12 दिन;
तरल चिकन खाद: 10-15 दिन;
खाद सब्जी के कचरे के साथ मिश्रित: 40-80 दिन।

एसिड बेस संतुलन

मीथेन पैदा करने वाले बैक्टीरिया तटस्थ या थोड़ी क्षारीय स्थितियों में रहने के लिए सबसे अच्छे रूप में अनुकूलित होते हैं। मीथेन किण्वन की प्रक्रिया में, बायोगैस उत्पादन का दूसरा चरण अम्लीय बैक्टीरिया का सक्रिय चरण है। इस समय पीएच स्तर कम हो जाता है, अर्थात वातावरण अधिक अम्लीय हो जाता है।

हालांकि, प्रक्रिया के सामान्य पाठ्यक्रम के दौरान, रिएक्टर में बैक्टीरिया के विभिन्न समूहों की महत्वपूर्ण गतिविधि समान रूप से कुशल होती है, और एसिड को मीथेन बैक्टीरिया द्वारा संसाधित किया जाता है। इष्टतम पीएच मान कच्चे माल के आधार पर 6.5 से 8.5 तक भिन्न होता है।

आप लिटमस पेपर का उपयोग करके अम्ल-क्षार संतुलन के स्तर को माप सकते हैं। एसिड-बेस बैलेंस के मान किण्वनीय कच्चे माल में विसर्जित होने पर कागज द्वारा अधिग्रहित रंग के अनुरूप होंगे।

कार्बन और नाइट्रोजन सामग्री

मीथेन किण्वन (बायोगैस रिलीज) को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक फीडस्टॉक में कार्बन और नाइट्रोजन का अनुपात है। यदि C/N अनुपात अत्यधिक अधिक है, तो नाइट्रोजन की कमी मीथेन किण्वन की प्रक्रिया को सीमित करने वाले कारक के रूप में काम करेगी। यदि यह अनुपात बहुत कम है, तो अमोनिया की इतनी बड़ी मात्रा बनती है कि यह जीवाणुओं के लिए विषैली हो जाती है।

सूक्ष्मजीवों को अपने सेलुलर संरचना में आत्मसात करने के लिए नाइट्रोजन और कार्बन दोनों की आवश्यकता होती है। विभिन्न प्रयोगों से पता चला है कि बायोगैस उपज 10 से 20 के कार्बन से नाइट्रोजन अनुपात में सबसे अधिक है, जहां फीडस्टॉक के प्रकार के आधार पर इष्टतम भिन्न होता है। उच्च बायोगैस उत्पादन प्राप्त करने के लिए, इष्टतम सी/एन अनुपात प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के मिश्रण का अभ्यास किया जाता है।

जैव किण्वनीय सामग्री	नाइट्रोजन एन (%)	सी / एन अनुपात
क. पशुओं का गोबर
पशु	1,7 - 1,8	16,6 - 25
मुर्गा	3,7 - 6,3	7,3 - 9,65
घोड़ा	2,3	25
सुअर का माँस	3,8	6,2 - 12,5
भेड़	3,8	33
ख. सब्जियों का सूखा कचरा
भुट्टा	1,2	56,6
अनाज का भूसा	1	49,9
गेहूं के भूसे	0,5	100 - 150
मकई का भूसा	0,8	50
जई का डंठल	1,1	50
सोया	1,3	33
अल्फाल्फा	2,8	16,6 - 17
चुकंदर का गूदा	0,3 - 0,4	140 - 150
सी। अन्य
घास	4	12
बुरादा	0,1	200 - 500
गिरे हुए पत्ते	1	50

कच्चे माल की नमी का विकल्प

कच्चे माल में अबाधित चयापचय उच्च जीवाणु गतिविधि के लिए एक शर्त है। यह केवल तभी संभव है जब कच्चे माल की चिपचिपाहट तरल और ठोस पदार्थों के बीच बैक्टीरिया और गैस के बुलबुले के मुक्त आवागमन की अनुमति देती है। कृषि अपशिष्ट में विभिन्न ठोस कण होते हैं।

रेत, मिट्टी आदि जैसे ठोस कण अवसादन का कारण बनते हैं। हल्का पदार्थ कच्चे माल की सतह पर चढ़ता है और एक पपड़ी बनाता है। इससे बायोगैस के निर्माण में कमी आती है। इसलिए, रिएक्टर में लोड करने से पहले, पौधे के अवशेषों - पुआल: आदि को सावधानीपूर्वक पीसने की सिफारिश की जाती है, और कच्चे माल में ठोस पदार्थों की अनुपस्थिति के लिए प्रयास करते हैं।

जानवरों के प्रकार	औसत दैनिक खाद की मात्रा, किग्रा/दिन	खाद में नमी की मात्रा (%)	औसत दैनिक मल की मात्रा (किग्रा/दिन)	मलमूत्र नमी (%)
पशु	36	65	55	86
सुअर	4	65	5,1	86
चिड़िया	0,16	75	0,17	75

प्रति पशु खाद और मलमूत्र की मात्रा और आर्द्रता

प्लांट रिएक्टर में लोड किए गए कच्चे माल की आर्द्रता सर्दियों में कम से कम 85% और गर्मियों में 92% होनी चाहिए। कच्चे माल की सही नमी प्राप्त करने के लिए, खाद को आमतौर पर सूत्र द्वारा निर्धारित मात्रा में गर्म पानी से पतला किया जाता है: OB \u003d Hx ((B 2 - B 1): (100 - B 2)), जहाँ H है भरी हुई खाद की मात्रा। बी 1 - खाद की प्रारंभिक नमी सामग्री, बी 2 - कच्चे माल की आवश्यक नमी सामग्री, आरएच - लीटर में पानी की मात्रा। तालिका 100 किलो खाद को 85% और 92% नमी तक पतला करने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा दिखाती है।

प्रति 100 किलोग्राम खाद में आवश्यक नमी प्राप्त करने के लिए पानी की मात्रा

नियमित मिश्रण

बायोगैस संयंत्र के कुशल संचालन और रिएक्टर के अंदर कच्चे माल के किण्वन की प्रक्रिया की स्थिरता को बनाए रखने के लिए समय-समय पर मिश्रण आवश्यक है। मिश्रण के मुख्य उद्देश्य हैं:

उत्पादित बायोगैस की रिहाई;
ताजा सब्सट्रेट और बैक्टीरिया की आबादी का मिश्रण (ग्राफ्टिंग):
पपड़ी और तलछट के गठन को रोकना;
रिएक्टर के अंदर विभिन्न तापमान क्षेत्रों की रोकथाम;
बैक्टीरिया की आबादी का समान वितरण सुनिश्चित करना:
रिएक्टर के प्रभावी क्षेत्र को कम करने वाले रिक्तियों और संचय के गठन को रोकना।

उपयुक्त विधि और मिश्रण की विधि का चयन करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि किण्वन प्रक्रिया बैक्टीरिया के विभिन्न उपभेदों के बीच एक सहजीवन है, अर्थात एक प्रजाति के बैक्टीरिया दूसरी प्रजाति को खिला सकते हैं। जब एक समुदाय टूट जाता है, तब तक किण्वन प्रक्रिया अनुत्पादक होगी जब तक बैक्टीरिया का एक नया समुदाय नहीं बनता है। इसलिए, बहुत बार या लंबे समय तक और तीव्र मिश्रण हानिकारक है। हर 4-6 घंटे में कच्चे माल को धीरे-धीरे हिलाने की सलाह दी जाती है।

प्रक्रिया अवरोधक

किण्वित कार्बनिक द्रव्यमान में पदार्थ (एंटीबायोटिक्स, सॉल्वैंट्स, आदि) नहीं होने चाहिए जो सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि पर प्रतिकूल प्रभाव डालते हैं, वे धीमा हो जाते हैं और कभी-कभी बायोगैस रिलीज की प्रक्रिया को रोक देते हैं। कुछ अकार्बनिक पदार्थ सूक्ष्मजीवों के "काम" में योगदान नहीं करते हैं, इसलिए, उदाहरण के लिए, खाद को पतला करने के लिए सिंथेटिक डिटर्जेंट से कपड़े धोने के बाद बचे पानी का उपयोग करना असंभव है।

मीथेन निर्माण के तीन चरणों में शामिल विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया इन मापदंडों से अलग-अलग प्रभावित होते हैं। मापदंडों के बीच एक मजबूत अन्योन्याश्रितता भी है (उदाहरण के लिए, पाचन का समय तापमान शासन पर निर्भर करता है), इसलिए उत्पादित बायोगैस की मात्रा पर प्रत्येक कारक के सटीक प्रभाव को निर्धारित करना मुश्किल है।